JPH09160338A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラー画像形成装置において、トナーカート
リッジから各現像器へトナーを補給するときに、十分な
量のトナーが残っている現像器へトナーを補給してその
現像器がトナーの過補給状態になることを防止する。 【解決手段】 各トナーカートリッジを各現像器１２
ｙ，１２ｍ，１２ｃ，１２ｂに連結したとき、各トナー
カートリッジに設けられているトナー搬送機構に連結さ
れてこのトナー搬送機構に駆動力を伝達するトナーカー
トリッジ駆動機構４９ｙ，４９ｍ，４９ｃ，４９ｂを各
現像器１２ｙ〜１２ｂ毎に設ける。ある現像器１２ｙ〜
１２ｂ内のトナーが所定量より少なくなった場合には、
その現像器１２ｙ〜１２ｂに連結してあるトナーカート
リッジのトナー搬送機構のみをいずれかのトナーカート
リッジ駆動機構４９ｙ〜４９ｂで駆動させ、トナーが所
定量より少なくなった現像器１２ｙ〜１２ｂのみへトナ
ーを補給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー補給用のト
ナーカートリッジを現像器に着脱自在に連結したカラー
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の現像器を備えたカラー画像
形成装置においては、各現像器に補給用のトナーを収納
したトナーカートリッジを着脱自在に連結し、現像器内
のトナーが所定量まで減少したときにトナーカートリッ
ジ内から補給するようにしたものが知られている。

【０００３】このようなカラー画像形成装置の構造を図
６ないし図１３に基づいて説明する。図６はカラー画像
形成装置の内部構造の概略を示す正面図である。本体ケ
ース１内の略中央部には駆動ローラ２と従動ローラ３と
に巻回された搬送ベルト４が設けられており、搬送ベル
ト４の下方には、転写紙５を収納する用紙カセット６
ａ，６ｂ、用紙カセット６ａ，６ｂ内の転写紙５をピッ
クアップする給紙ローラ７ａ，７ｂ、ピックアップされ
た転写紙５を搬送する搬送ローラ８等が設けられてい
る。

【０００４】前記搬送ベルト４の上方には、イエロー、
マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成するた
めの４個の画像形成手段９ｙ，９ｍ，９ｃ，９ｂが等間
隔に配置されている。これらの画像形成手段９ｙ〜９ｂ
はそれぞれ同じ構造であり、感光体ドラム１０ｙ，１０
ｍ，１０ｃ，１０ｂ、各色ごとに分解された画像信号に
応じてレーザ光を射出する露光装置１１ｙ，１１ｍ，１
１ｃ，１１ｂ、現像器１２ｙ，１２ｍ，１２ｃ，１２
ｂ、転写ローラ１３ｙ，１３ｍ，１３ｃ，１３ｂ、クリ
ーニング装置１４ｙ，１４ｍ，１４ｃ，１４ｂ、除電ラ
ンプ１５ｙ，１５ｍ，１５ｃ，１５ｂ、帯電器１６ｙ，
１６ｍ，１６ｃ，１６ｂ等により形成されている。

【０００５】さらに、このカラー画像形成装置には、前
記搬送ベルト４で搬送される転写紙５に転写されたトナ
ー像を定着させる定着器１７、定着済みの転写紙５を積
載する用紙受け１８ａ，１８ｂが設けられている。

【０００６】前記画像形成手段９ｙ〜９ｂはそれぞれ同
じ構造であり、一つの画像形成手段９ｙを例に挙げて現
像器１２ｙやクリーニング装置１４ｙの構造を図８に基
づいて説明する。現像器１２ｙには、現像ローラ１９と
補給ローラ２０と撹拌ローラ２１とエンプティセンサ２
２ｙとが設けられ、最上部には後述するトナーカートリ
ッジからトナーが補給されるトナー補給口２３が形成さ
れている。現像器１２ｙ内のトナーがエンプティセンサ
２２ｙの検出面２４より下がると、現像器１２ｙ内にト
ナーがないという信号がエンプティセンサ２２ｙから出
力される。前記クリーニング装置１４ｙには、感光体ド
ラム１０ｙの表面に残留しているトナーを除去するクリ
ーニングブレード２５、クリーニングブレード２５で除
去したトナーを回収する廃トナー回収部２６、廃トナー
回収部２６内に回収した廃トナーを後述するトナーカー
トリッジに形成した廃トナー収納部へ搬送する廃トナー
排出オーガ２７等が設けられている。

【０００７】つぎに、図９及び図１０に示すように、前
記現像器１２ｙ〜１２ｂ内に補給するトナーを収納した
トナーカートリッジ２８ｙ，２８ｍ，２８ｃ，２８ｂが
前記現像器１２ｙ〜１２ｂに対して着脱自在に連結され
ている。これらのトナーカートリッジ２８ｙ〜２８ｂは
収納しているトナーの色が異なるのみで、その構造は同
じであり、一つのトナーカートリッジ２８ｙを例に挙げ
てその構造を図１１に基づいて説明する。トナーカート
リッジ２８ｙには、新しいトナーを収納する新トナー収
納部２９と、廃トナーを収納する廃トナー収納部３０と
が形成されている。新トナー収納部２９内には、この新
トナー収納部２９内に収納されている新しいトナーを前
記現像器１２ｙ内に補給するトナー搬送機構３１が設け
られ、トナー搬送機構３１により矢印で示すように搬送
されたトナーはトナー排出口３２から排出されて前記現
像器１２ｙ内へ補給される。前記トナー搬送機構３１
は、ミキサ３３と、図示しないギヤでこのミキサ３３に
連結されたオーガ３４と、トナーカートリッジ２８ｙの
外部に突出したミキサ３３の回転軸に固定されたギヤ３
５ｙ等により形成されている。前記廃トナー収納部３０
には、トナーカートリッジ２８ｙを現像器１２ｙに連結
したときに、前記廃トナー排出オーガ２７が挿入される
挿入口３６が形成され、この挿入口３６には廃トナー排
出オーガ２７により押されて開放されるシャッタ３７が
設けられている。

【０００８】前記カラー画像形成装置には、前記トナー
カートリッジ２８ｙ〜２８ｂを前記現像器１２ｙ〜１２
ｂに連結した場合に、前記ギヤ３５ｙ及び他のトナーカ
ートリッジ２８ｍ〜２８ｂに設けられているギヤ３５
ｍ，３５ｃ，３５ｂに駆動力を伝達するトナーカートリ
ッジ駆動機構３８が設けられている。このトナーカート
リッジ駆動機構３８の構造を図１２に基づいて説明す
る。駆動モータ３９のモータ軸にはモータギヤ４０が固
定され、このモータギヤ４０にはギヤ４１が噛み合って
いる。ギヤ４１には回転軸４２が固定されており、この
回転軸４２に４個のウォーム４３ｙ，４３ｍ，４３ｃ，
４３ｂが固定されている。各ウォーム４３ｙ〜４３ｂは
それぞれウォームホイール４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４
４ｂが噛み合っている。ウォームホイール４４ｙ〜４４
ｂにはそれぞれ回転軸４５ｙ，４５ｍ，４５ｃ，４５ｂ
の一端が固定され、回転軸４５ｙ〜４５ｂの他端には駆
動ギヤ４６ｙ，４６ｍ，４６ｃ，４６ｂが固定されてい
る。そして、前記トナーカートリッジ２８ｙ〜２８ｂを
前記現像器１２ｙ〜１２ｂに連結したときに、前記ギヤ
３５ｙ〜３５ｂと前記駆動ギヤ４６ｙ〜４６ｂとが噛み
合う。

【０００９】図１３は、前記駆動モータ３９を駆動する
ための回路図である。前記エンプティセンサ２２ｙ〜２
２ｂが制御回路４７に接続され、この制御回路４７が前
記駆動モータ３９を駆動させる駆動回路４８に接続され
ている。

【００１０】このような構成において、このカラー画像
形成装置は、図９及び図１０に示すように、各現像器１
２ｙ〜１２ｂに対してトナーカートリッジ２８ｙ〜２８
ｂを連結した状態で使用される。

【００１１】この使用中に、少なくとも一つの現像器１
２ｙ〜１２ｂ内のトナーが所定量より少なくなったこと
がエンプティセンサ２２ｙ〜２２ｂで検出されると、そ
のエンプティセンサ２２ｙ〜２２ｂから制御回路４７へ
トナー無しの信号が出力される。この信号に基づき、駆
動モータ３９が回転駆動され、駆動モータ３９が回転す
ることによりトナーカートリッジ機構３８が作動して全
てのトナーカートリッジ２８ｙ〜２８ｂのトナー搬送機
構３１を同時に駆動し、全ての現像器１２ｙ〜１２ｂに
対して所定量のトナーを補給する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】各現像器１２ｙ〜１２
ｂにおけるトナーの消費量は区々であるにも係わらず、
各現像器１２ｙ〜１２ｂへのトナーの補給が常に同時に
行なわれる。このため、いずれか一つの現像器１２ｙ〜
１２ｂ内のトナー量が少なくなった場合に十分な量のト
ナーが残っている現像器１２ｙ〜１２ｂに対してもトナ
ーの補給を行なうことになり、その現像器１２ｙ〜１２
ｂではトナーが過補給状態となる。

【００１３】現像器１２ｙ〜１２ｂにおいてトナーが過
補給状態になると、そのトナーが圧縮されて固まった状
態となり、感光体ドラム１０ｙ〜１０ｂ側への供給が不
良となって画像が薄れる欠点がある。

【００１４】また、過補給されたトナーが現像器１２ｙ
〜１２ｂから漏れ出す場合もある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
それぞれ異なる色のトナーを収納した複数個の現像器
と、補給用のトナーを収納して前記現像器に着脱自在に
連結されるトナーカートリッジと、前記トナーカートリ
ッジに設けられてこのトナーカートリッジ内のトナーを
前記現像器内に補給するトナー搬送機構とを有するカラ
ー画像形成装置において、前記トナーカートリッジを前
記現像器に連結したときに前記トナー搬送機構に連結さ
れてこのトナー搬送機構に駆動力を伝達するトナーカー
トリッジ駆動機構を前記現像器毎に設けたので、現像器
内のトナーが少なくなったためにその現像器内へトナー
を補給する場合には、その現像器に対応して設けられて
いるトナーカートリッジ駆動機構のみを駆動させること
により、トナーが少なくなった現像器のみへトナーが補
給される。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、各トナーカートリッジ駆動機構毎に駆動源
を設けたので、この駆動源の小型化を図ることができ
る。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、各トナーカートリッジ駆動機構を同一構造
にするとともにブロック化したので、各トナーカートリ
ッジ駆動機構のメンテナンスを他のトナーカートリッジ
駆動機構と関連づけることなく行なえ、メンテナンス性
が向上する。また、各トナーカートリッジ駆動機構が同
一構造であるため、一種類のトナーカートリッジ駆動機
構を準備するだけでよく、しかも、このトナーカートリ
ッジ駆動機構を単色用の画像形成装置においても使用で
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１ない
し図５に基づいて説明する。なお、図６ないし図１３に
おいて説明した部分と同一部分は同一符号で示す。図１
は、カラー画像形成装置の内部構造の概略を示す正面図
であり、画像形成に係わる基本的な構造は、図６に示し
た従来例のカラー画像形成装置と同じである。即ち、本
体ケース１内の略中央部に搬送ベルト４が設けられ、搬
送ベルト４の上方にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブ
ラックの各色の画像を形成するための４個の画像形成手
段９ｙ，９ｍ，９ｃ，９ｂが等間隔に配置されている。
各画像形成手段９ｙ〜９ｂはそれぞれ同じ構造であり、
感光体ドラム１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂ、露光装
置１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ、現像器１２ｙ，１
２ｍ，１２ｃ，１２ｂ、転写ローラ１３ｙ，１３ｍ，１
３ｃ，１３ｂ、クリーニング装置１４ｙ，１４ｍ，１４
ｃ，１４ｂ、除電ランプ１５ｙ，１５ｍ，１５ｃ，１５
ｂ、帯電器１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂ等により形
成されている。

【００１９】前記現像器１２ｙ〜１２ｂには、これらの
現像器１２ｙ〜１２ｂ内へトナーを補給するトナーカー
トリッジ２８ｙ〜２８ｂが着脱自在に連結されている。
トナーカートリッジ２８ｙ〜２８ｂには、新しいトナー
を収納する新トナー収納部２９と廃トナーを収納する廃
トナー収納部３０とが形成されており、新トナー収納部
２９内には、この新トナー収納部２９内に収納されてい
る新しいトナーを前記現像器１２ｙ〜１２ｂ内に補給す
るトナー搬送機構３１が設けられている。トナー搬送機
構３１は、ミキサ３３と、図示しないギヤでこのミキサ
３３に連結されたオーガ３４と、ミキサ３３の回転軸に
固定されたギヤ３５ｙ〜３５ｂ等により形成されてい
る。

【００２０】前記カラー画像形成装置には、前記トナー
カートリッジ２８ｙ〜２８ｂを前記現像器１２ｙ〜１２
ｂに連結した場合に、前記ギヤ３５ｙ〜３５ｂに対して
駆動力を伝達するトナーカートリッジ駆動機構４９ｙ〜
４９ｂが設けられている。これらのトナーカートリッジ
駆動機構４９ｙ〜４９ｂはそれぞれが同一構造に形成さ
れるとともに個々に独立して駆動するようにブロック化
されており、その構造を図３及び図４に基づいて説明す
る。トナーカートリッジ駆動機構４９ｙ〜４９ｂには、
駆動源である駆動モータ５０ｙ〜５０ｂが設けられてお
り、駆動モータ５０ｙ〜５０ｂのモータ軸にはウォーム
５１ｙ〜５１ｂが固定され、ウォーム５１ｙ〜５１ｂに
はウォームホイール５２ｙ〜５２ｂが噛み合っている。
ウォームホイール５２ｙ〜５２ｂには回転軸５３ｙ〜５
３ｂの一端が固定され、回転軸５３ｙ〜５３ｂの他端に
はアイドルギヤ５４ｙ〜５４ｂが固定されている。アイ
ドルギヤ５４ｙ〜５４ｂには回転軸５５ｙ〜５５ｂの一
端に固定されたアイドルギヤ５６ｙ〜５６ｂが固定さ
れ、回転軸５５ｙ〜５５ｂの他端には駆動ギヤ５７ｙ〜
５７ｂが固定されている。そして、前記トナーカートリ
ッジ２８ｙ〜２８ｂを前記現像器１２ｙ〜１２ｂに連結
したときに、前記ギヤ３５ｙ〜３５ｂと前記駆動ギヤ５
７ｙ〜５７ｂとが噛み合う。

【００２１】図５は、前記駆動モータ５０ｙ〜５０ｂを
駆動するための回路図である。前記現像器１２ｙ〜１２
ｂに設けられているエンプティセンサ２２ｙ〜２２ｂが
制御回路５８に接続され、この制御回路５８が前記駆動
モータ５０ｙ〜５０ｂを個々に駆動させる駆動回路５９
に接続されている。

【００２２】このような構成において、このカラー画像
形成装置による画像形成動作を簡単に説明する。スター
ト信号の入力により画像形成動作が開始されると、給紙
ローラ７ａ，７ｂによりピックアップされた転写紙５が
搬送ベルト４上へ供給され、この転写紙５は静電吸着さ
れて位置ズレを起こすことなく搬送ベルト４により搬送
される。

【００２３】一方、各色に対応した画像信号が露光装置
１１ｙ〜１１ｂに送られ、露光装置１１ｙ〜１１ｂから
射出されるレーザ光によりそれぞれの画像信号に応じた
静電潜像が感光体ドラム１０ｙ〜１０ｂに形成される。
感光体ドラム１０ｙ〜１０ｂは矢印方向に回転してお
り、感光体ドラム１０ｙ〜１０ｂ上の静電潜像は現像器
１２ｙ〜１２ｂ内のトナーにより顕像化され、そのトナ
ー像が転写紙５の上に転写される。転写紙５には搬送ベ
ルト２で搬送されていく途中で各感光体ドラム１０ｙ〜
１０ｂ上のトナー像が次々と転写され、カラー画像が形
成される。各色のトナー像が転写された転写紙５は定着
器１７を通過する際にそのトナー像が定着され、トナー
像が定着された転写紙５は用紙受け１８ａ，１８ｂ上に
排出される。

【００２４】現像器１２ｙ〜１２ｂ内のトナーは画像形
成に伴って減少し、所定量より少なくなった場合にはト
ナーカートリッジ２８ｙ〜２８ｂから補給される。この
ときのトナー補給動作を、一つの現像器１２ｙを例に挙
げて説明する。現像器１２ｙ内のトナーが所定量より少
なくなったことをエンプティセンサ２２ｙが検出する
と、エンプティセンサ２２ｙから制御回路５８へトナー
無しの信号が出力される。この信号に基づき駆動モータ
５０ｙが回転駆動され、駆動モータ５０ｙが回転するこ
とによりトナーカートリッジ駆動機構４９が作動してト
ナーカートリッジ２２ｙのトナー搬送機構３１が駆動さ
れ、トナーカートリッジ２２ｙ内に収納されているイエ
ローのトナーがトナー排出口３２から排出されて現像器
１２ｙ内に補給される。なお、駆動モータ５０ｙの回転
時間は予め設定されており、トナーカートリッジ駆動機
構４９の一回の作動により現像器１２ｙ内に補給される
トナーの量は予め設定されている。

【００２５】他の現像器１２ｍ〜１２ｂにおいても、そ
の現像器１２ｍ〜１２ｂ内のトナーが所定量より少なく
なった場合には、その現像器１２ｍ〜１２ｂのみへトナ
ーの補給が行なわれる。

【００２６】従って、ある一つの現像器１２ｙ〜１２ｂ
内のトナーが所定量より少なくなった場合には、その現
像器１２ｙ〜１２ｂのみへトナーを補給することがで
き、各現像器１２ｙ〜１２ｂのトナー量を常に適量に維
持することができる。このため、十分な量のトナーが残
っている現像器１２ｙ〜１２ｂに対してトナーを補給す
ることによりその現像器１２ｙ〜１２ｂがトナーの過補
給状態になることを防止できる。そして、トナーが過補
給状態となった現像器１２ｙ〜１２ｂにおいて、そのト
ナーが圧縮されて固まった状態となって感光体ドラム１
０ｙ〜１０ｂ側への供給が不良となり、画像が薄れるこ
とを防止できる。また、過補給されたトナーが現像器１
２ｙ〜１２ｂから漏れ出し、カラー画像形成装置の内部
や転写紙５を汚してしまうことを防止できる。

【００２７】各トナーカートリッジ駆動機構４９ｙ〜４
９ｂは、それぞれ別個に駆動モータ５０ｙ〜５０ｂを有
するため、これらの駆動モータ５０ｙ〜５０ｂに作用す
る負荷が小さいために小型のものを使用することができ
る。また、これらのトナーカートリッジ駆動機構４９ｙ
〜４９ｂはそれぞれが同一構造であるとともにブロック
化されているため、各トナーカートリッジ駆動機構４９
ｙ〜４９ｂのメンテナンスを他のトナーカートリッジ駆
動機構４９ｙ〜４９ｂと関連づけることなく行なえ、メ
ンテナンス性が向上する。また、これらのトナーカート
リッジ駆動機構４９ｙ〜４９ｂが同一構造であるため、
一種類のトナーカートリッジ駆動機構４９ｙ〜４９ｂを
準備するだけでよく、しかも、このトナーカートリッジ
駆動機構４９ｙ〜４９ｂを単色用の画像形成装置におい
ても使用できるため、同一構造のトナーカートリッジ駆
動機構４９ｙ〜４９ｂを大量生産することにより製造コ
ストを下げることができる。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、複数個の
現像器とその現像器に着脱自在に連結したトナーカート
リッジとを有するカラー画像形成装置において、いずれ
かの現像器のトナーが所定量より少なくなった場合に
は、その現像器に連結してあるトナーカートリッジのト
ナー搬送機構のみを駆動させてその現像器のみへトナー
を補給することができ、従って、十分な量のトナーが残
っている現像器にトナーの補給を行なってその現像器が
トナーの過補給状態になることを防止でき、トナーが過
補給状態となった現像器内のトナーが固まってその現像
器からのトナーの供給が不良となって画像が薄れること
を防止でき、また、過補給されたトナーが現像器から漏
れ出して装置内部や転写紙を汚すことを防止できる。

【００２９】請求項２記載の発明によれば、各トナーカ
ートリッジ駆動機構毎に駆動源を設けたので、各駆動源
に作用する負荷が小さくなるためにその駆動源の小型化
を図ることができる。

【００３０】請求項３記載の発明によれば、各トナーカ
ートリッジ駆動機構が同一構造であるとともにブロック
化されているため、各トナーカートリッジ駆動機構のメ
ンテナンスを他のトナーカートリッジ駆動機構と関連づ
けることなく行なうことができてメンテナンス性を向上
させることができ、また、各トナーカートリッジ駆動機
構が同一であるため、一種類のトナーカートリッジ駆動
機構を準備するだけでよく、しかも、このトナーカート
リッジ駆動機構を単色用の画像形成装置においても使用
でき、同一構造のトナーカートリッジ駆動機構を大量生
産することにより製造コストを下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のカラー画像形成装置に
おけるトナーカートリッジを取り外した状態の内部構造
を示す正面図である。

【図２】その側面図である。

【図３】トナーカートリッジ駆動機構を示す平面図であ
る。

【図４】その正面図である。

【図５】回路図である。

【図６】従来例のカラー画像形成装置におけるトナーカ
ートリッジを取り外した状態の内部構造を示す正面図で
ある。

【図７】その側面図である。

【図８】現像器とクリーニング装置との構造を拡大して
示す縦断正面図である。

【図９】トナーカートリッジを取付けた状態におけるカ
ラー画像形成装置の内部構造を示す正面図である。

【図１０】その側面図である。

【図１１】トナーカートリッジの構造を拡大して示す縦
断側面図である。

【図１２】トナーカートリッジ駆動機構を示す平面図で
ある。

【図１３】回路図である。

【符号の説明】

１２ｙ〜１２ｂ 現像器 ２８ｙ〜２８ｂ トナーカートリッジ ３１ トナー搬送機構 ４９ｙ〜４９ｂ トナーカートリッジ駆動機構 ５０ｙ〜５０ｂ 駆動源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ異なる色のトナーを収納した複
   数個の現像器と、補給用のトナーを収納して前記現像器
   に着脱自在に連結されるトナーカートリッジと、前記ト
   ナーカートリッジに設けられてこのトナーカートリッジ
   内のトナーを前記現像器内に補給するトナー搬送機構と
   を有するカラー画像形成装置において、前記トナーカー
   トリッジを前記現像器に連結したときに前記トナー搬送
   機構に連結されてこのトナー搬送機構に駆動力を伝達す
   るトナーカートリッジ駆動機構を前記現像器毎に設けた
   ことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 各トナーカートリッジ駆動機構毎に駆動
   源を設けたことを特徴とする請求項１記載のカラー画像
   形成装置。
3. 【請求項３】 各トナーカートリッジ駆動機構を同一構
   造にするとともにブロック化したことを特徴とする請求
   項１記載のカラー画像形成装置。